Микроэлементы (МЭ) - группа химических элементов, которые содержатся в организме человека и животных в сравнительно малых количествах (в диапазоне от 10⁻³ до 10⁻¹²%). Несмотря на это, многие из них выполняют жизненно необходимые функции, а при их недостатке могут развиваться угрожающие жизни заболевания. Такую группу микроэлементов обозначают как эссенциальные. В этом смысле они представляют собой важнейшие компоненты молекулярно-биологических систем (рецепторы, ферменты и т.д.). участвующие в регулировании жизненных функций на всех стадиях онтогенеза. Установлены базовые принципы, свойственные микроэлементам.
В 1989 году В.И. Смоляр выделил пять критериев биогенности химического элемента:
1) присутствие в тканях здорового организма;
2) небольшие различия в относительном содержании в различных организмах;
3) при исключении из рациона четко воспроизводятся морфологические изменения, обусловленные его недостаточностью;
4) специфические нарушения биохимических процессов при гипоэлементозе;
5) обнаруженные изменения устраняются путем введения недостающего элемента.
Поскольку микроэлементы представлены в организме в малых концентрациях, а также их различные формы присутствия in vivo (в том числе в виде нестабильных, плохо растворимых хелатных комплексах), для точного определения их содержания разработаны высокоэффективные методы: спектрометрические и спектрографические, ядерно-магнитный резонанс с применением магниторелаксационных меток, радиоизотопные методы, ионометрические методы, методы клеточных культур и модели на интактных клетках, метод ионообменных соединений и хелаторов. Каждый из методов имеет свои недостатки, но их рациональное комбинирование может значительно повысить информационный исследовательский результат, а также снизить уровень различного рода ошибок. Центральным вопросом биохимии микроэлемента являются механизмы их действия, и прежде всего их мишени. -
Существует три пути поступления микроэлементов: алиментарный, ингаляционный и парентеральный. Хорошей абсорбцией обладают F, I, Mo, Se. Другие микроэлементы зачастую образуют нерастворимые в воде комплексы и значительно хуже абсорбируются. Их проникновение в организм реализуется посредством М-клеток и макрофагов в процессе фагоцитоза.
Характерны следующие варианты взаимодействий микроэлементов между собой: суммация, потенцирование, антагонизм и десенситизация. Между микроэлементами возможны химические реакции с образованием неабсорбируемых комплексов (например, между ионами ртути и йода). Взаимодействие с транспортными белками определяет особенности распределения микроэлемента в организме. Выведение микроэлемента в основном осуществляется мочой и в меньшей степени с желчью, потом и иными естественными экскретами. Естественная элиминация включает транспорт и выведение моноцитарно-макрофагальными клетками, выведение в составе трансферрина, металлотионеинов или высокомолекулярных белков (транскупреин, транскобаламин), транспорт с альбуминами, иммуноглобулинами, липопротеинами, транспорт в связке с эндогенными хелаторами, выведение в ионизированной форме или в виде минералов. Индуцированное выведение микроэлементов обусловлено теми или иными медико-биологическими целями используются хелаторы микроэлементов (унитол), сорбенты (альгинаты), витамины (при ряде гиповитаминозов), одни микроэлементы для ускорения выведения других, антиоксидантов, некоторые медикаменты (гормоны, вакцины, адаптогены).
Железо (Fe) является незаменимой частью гемо- и миоглобина, входит в состав цитохромов, в белки-гемопротеиды, принимает участие практически во всех окислительно-восстановительных процессах в составе различных ферментов (каталазы и пероксидазы). Fe-содержащие системы цитохрома Р-450 принимают участие в синтезе стероидных гормонов. В клетках существует функционально активное негемовое железо (в структуре железосерных белков). В организме человека содержится 3-4 г железа. Функционально задействовано около 70% железа, из которых 80% входит в состав гема гемоглобина эритроцитов, а остальное - в миоглобине и ферросодержащих ферментах. Потребность в железе у женщин почти в два раза больше, чем у мужчин. Обмен железа в организме включает следующие основные этапы: всасывание в кишечнике, транспорт к периферическим тканям, утилизацию и депонирование,экскрецию и потерю. Из растительной пищи железо усваивается в пределах 1%, а из пищевых продуктов животного происхождения - до 25%. Всасывание железа происходит в тонком кишечнике. Механизмы всасывания гемового и негемового железа различны. Это определяется тем, что негемовое железо трехвалентное и входит в состав белков и органических кислот разной степени растворимости в воде. Но всасывается только двухвалентное железо, находящееся в ионизированном виде. В этом случае негемовое железо должно быть подвергнуто восстановлению и переводу в растворимую форму.
Фосфаты, фитиновая кислота, танины связывают железо в нерастворимые комплексы, значительно снижая его всасывание, а цистеин и аскорбиновая кислота, наоборот, повышают. Аскорбиновая кислота восстанавливает железо из трехвалентного до двухвалентного и образует с ним хорошо растворимые в воде хелатные комплексы.
Гемовое железо абсорбируется энтероцитами тонкого кишечника практически полностью. Влияние фосфатов, фитата и аскорбиновой кислоты на всасывание гемового железа отсутствует. Желудочный сок и соляная кислота способствуют его переводу в растворимые формы. При железодефицитных анемиях чаще всего регистрируется ахлоргидрия. В отношении Fe такие микроэлементы, как Sc, Mn, Ni, Co, Cu, Zn, являются антагонистами, уменьшая активность Fe-зависимых ферментов. Если содержание меди будет больше железа, тогда уровень перекисного окисления липидов возрастает.
Транспорт железа в основном осуществляется белком-переносчиком транс- Феррином. С ним связывается основная часть Fe, поступающая в кровь. В комплексе с трансферрином железо попадает в кровь и транспортируется в различные ткани. Трансферрин относится к фракции 3-глобулинов и синтезируется печенью. В норме концентрация трансферрина составляет 2,5 мг/мл, 100 мл плазмы связывает около 350 мкг Fe. Эта способность плазмы называется общей связывающей железо способностью. Данный параметр имеет значение для постановки диагноза железодефицитной анемии и латентного железодефицитного состояния. При железодефицитных анемиях, беременности этот показатель может значительно возрастать, т.е. концентрация трансферрина значительно повышается. В норме c Fe связано только 20-25% трансферрина
Основной пул железа утилизируется в костном мозге, где он используется в качестве центрального атома гема гемоглобина. На первом этапе утилизации Fe в комплексе с трансферрином взаимодействует с ретикулоцитами. Комплекс распадается, а железо, абсорбированное ретикулоцитами, входит в состав гема гемоглобина. Важнейшую роль в этом процессе играет фермент феррохелатаза. Ежесуточное обновление эритроцитов - 1/120 общей массы эритроцитов, что составляет около 25 мг потребности железа. Это значительно больше, чем поступает Fe в течение суток. Основной пул железа извлекается из депо и погибших эритроцитов. Данная реутилизация реализуется посредством мононуклеарных фагоцитов печени (клеток Купфера), селезенки и костного мозга. Ежесуточная реутилизация железа составляет около 22 мг.
Основными депо железа (комплекс с белком апоферритином - ферритином) являются ретикулоэндотелиальная система печени, селезенки и костного мозга. В норме количество депонированного железа составляет около 1 г, а в костном мозге до 300 мг. Ферритин способен усваивать до 20% железа, а при увеличении концентрации железа ферритин переходит в нерастворимый в воде белок гемосидерин (до 35% железа).
Основными источниками железа являются продукты животного и растительного происхождения: печень, мясо, колбасы с добавлением крови, зерновые, бобовые, гречневая крупа и пшено. Пищевые продукты делятся на две группы - содержащие гемовое Fe и содержащие незначительное его количество в малоусвояемой форме.
Недостаток не ведет к развитию железодефицитной анемии, обусловленной нехваткой железа для синтеза гема гемоглобина. Чаще всего это заболевание проявляется в падении концентрации гемоглобина и эритроцитов в крови, гиперплазии костного мозга, ретикулоцитозе, анизоцитозе и пойкилоцитозе, снижении активности ферросодержащих ферментов. Кожные покровы становятся сухими, плохо регенерируют кожа и слизистые, наблюдаются истонченность, ломкость и исчерченность ногтей, снижение аппетита, субатрофия сосочков языка. трещины в уголках рта, быстрая утомляемость, мышечная слабость, ухудшение памяти, психическая астения.
На поздних сроках беременности у женщин повышается вероятность выкидышей или различных тератологий новорожденных. Железодефицитная анемия характерна для детей неонатального периода развития, так как в молоке содержание Fe незначительно и молоко способствует выведению железа из организма. уменьшая его биодоступность из-за большого содержания фосфатов.
В условиях анемии формируется гипоксия тканей, особенно головного мозга. что выражается в нарушении терморегуляции, сердечной деятельности. Снижается продукция соляной кислоты и внутреннего фактора Кастла; ухудшается всасывание витамина В12. пищеварение; падает абсорбция железа: развиваются мальабсорбция, нарушения моторики желудочно-кишечного тракта, дистрофические процессы в слизистой желудка и кишечника. Наблюдается извращенность пищевого поведения.
При избыточном поступлении железа (из окружающей среды, при заболеваниях печени, селезенки и поджелудочной железы, нарушении регуляции его метаболизма) отмечается оксидативный стресс. Известно, что токсическая доза железа для человека составляет около 200 мг. Наиболее уязвимыми при этом являются почечная ткань, щитовидная железа. Клинические проявления: повышенная возбудимость, нарушение сна, сердечного ритма, артериальная гипертензия, расстройства пищеварения, понижение иммунного статуса организма, уменьшение свертываемости крови и др. Оксиды железа (II) индуцируют оксидативный стресс в макрофагах и моноцитах, синтез NF-kB.
Экскреция железа в норме около 10 мг. Основная его часть - неусвоенное железо с пищей. Собственные потери составляют 0,3-0,5 мг/сут: железо желчи, слущенных клеток слизистой желудочно-кишечного тракта и эпителия кожи, экскретируемого мочой (0,1-0,3 мг/сут) и потом. Потери железа могут быть обусловлены кровопотерями и рядом заболеваний. Женщины теряют железа в два раза больше, чем мужчины (0,5-1 мг/сут, что превышает потерю железа с мочой). Кроме того, значительные потери железа происходят на поздних сроках беременности, в родах и в период грудного вскармливания (0,25-0,5 мг/сут).
Йод. Влияет на образование гормонов щитовидной железы (тироксин, трийодти- ронин). Недостаточное поступление йода приводит к ее гиперплазии и развитию зоба. Тиреоидные гормоны контролируют скорость энергетического обмена. влияют на рост, половое созревание и умственное развитие. Морская рыба и морепродукты являются основными источниками йода. В значительно меньших количествах йод содержится в молочных продуктах, крупах, картофеле, черноплодной рябине (аронии) и др.
Его потери при тепловой обработке и хранении до 20-60%. К тому же морская рыба служит значимым источником йода только при условии, если содержание в ней йода находится в интервале 150-200 мкг/кг (скумбрия, зубатка, морской окунь, лососевые). Органический йод это йод, атом которого ковалентно связан с атомом углерода аминокислоты (монойодтирозин, дийодтирозин) или белков (тиреоглобу- лин, тироксин, транстиретин). Йодорганические соединения содержатся в морских гидробионтах (ежи), ламинарий (Laminaria saccharina, L. Lamour) и других бурых водорослях. Содержание йода в морской капусте достигает до 0.25% от веса сухой водоросли. В пише йод в основном присутствует в неорганической форме, а именно солей неорганических кислот йодоводородной кислоты (HI) йодиды калия и натрия, а также йодноватой кислоты (НІО.) йодаты калия, натрия и др. Йодиды всасываются в тонком кишечнике. Йод в органической форме всасывается в кишечнике медленнее и усваивается не полностью. Усвоение йода в неорганической форме достигает 95%. Для того чтобы обеспечить потребность организма в этом микроэлементе, необходимо ежедневно потреблять 100 г рыбы и морепродуктов. Согласно «Рекомендуемым рациональным нормам потребления пищевых продуктов. отвечающих современным требованиям здорового питания» (приказ М3 СР РФ от 19.08.2016 № 614), ежедневное потребление рыбы должно составлять не менее 55 г. Дефицит йода в питании приводит к нарушению синтеза тиреоидных гормонов и йоддефицитным заболеваниям. Эти заболевания объединяют и другие патологические состояния, обусловленные дефицитом тиреоидных гормонов. Эти заболевания полностью предотвратимы при проведении популяционной профилактики йодированной солью.
Некоторые последствия для матери и ребенка йододефицита у женщин в период беременности
На протяжении более 40 лет профилактика эндемического зоба в СССР осуществлялась на основании приказа № 37-M Минздрава СССР от 14 февраля 1956 г. «Об улучшении работы по борьбе с эндемическим зобом». В 1994 г. на специальной сессии ВОЗ и Объединенного комитета ЮНИСЕФ йодирование соли было рекомендовано в качестве безопасного, экономически эффективного способа обеспечения достаточного потребления йода. Использование йодированной соли и пищевых продуктов массового потребления (хлеб и хлебобулочные изделия), изготовленных с ее использованием, является наиболее эффективным, безопасным, экономичным и простым способом предупреждения йоддефицитных состояний. Йод. содержащийся в соли, не оказывает влияния на вкус пищи, передозировка йода при этом практически невозможна, поскольку сразу будет заметен пересол пищи.
Верхний допустимый уровень потребления йода составляет 600 мкг/сут. в составе специализированных пищевых продуктов и БАД 300 мкг/сут. Потребление йода взрослыми в диапазоне 600-1100 мкг/сут не дает побочных эффектов, так как до 97% йода, поступившего с пищей, выводится с мочой. Для оценки обеспеченности йодом обычно используют такой показатель, как йодурия - концентрация йода в моче. В норме она должна превышать 100 мкг/л.
Цинк (Zn) относят к эссенциальным микроэлементам, участвующим в построении и функционировании более 300 ферментов, катализирующих различные метаболические процессы, включающие обмен углеводов, жиров, белков и нуклеиновых кислот. У человека Zn обнаружен в составе цитозольной Cu- Zn-супероксиддисмутазы, карбоангидразы, алкогольдегидрогеназы, щелочной фосфатазы, панкреатической карбоксипептидазы, ДНК и РНК-полимераз и многих других ферментов, относящихся ко всем шести известным классам энзиматической активности [4]. Cu, Zn-зависимая супероксиддисмутаза (СОД) принадлежит к числу ключевых ферментов АОС. Помимо этого, цинк играет важную роль в процессах детоксикации тяжелых металлов. При этом наибольшее значение имеют металлотионеины, представляющие собой группу металлсвязывающих белков с низкой молекулярной массой (6-7 кД). Металлотонеины обладают также протективным действием в условиях действия радиации, противораковых химиопрепаратов, алкоголя и др. [3-6]. Zn участвует в стабилизации некоторых ферментов например дегидратазы о-аминолевулиновой кислоты, тиол-зависимых ферментов и белков, в процессах транскрипции ДНК, контроле экспрессии генов, отвечающих за регуляцию апоптоза [5]. Zn необходим для поддержания иммунитета (активности Т- и В-лимфоцитов), построения и стабилизации структуры органелл и клеточных мембран, детоксикации ксенобиотиков, роста, развития, полового созревания растущего организма, поддержания репродуктивной функции, обеспечения кроветворения, вкуса и обоняния, течения процессов заживления ран и др. [6].
Всасывание Zn является дозозависимым и происходит в тощей кишке с участием переносчика (мембранный транспортер Zn-Т1). Кишечная абсорбция Zn стимулируется глюкозой, так как процесс является энергозависимым. Биодоступность Zn, принимаемого в водном растворе натощак, составляет от 60 до 70% при дозе вплоть до 10-15 мг на один прием. Биодоступность Zn из твердой пищи может быть намного меньшей и значительно увеличиваться под действием фосфопептидов казеинов молока, лизина, лизинсодержащих белков и пептидов. Присутствие в составе пищи фитатов, образующих с Zn прочные, не абсорбируемые в тонкой кишке комплексы, способно отрицательно повлиять на его биодоступность. Реальные величины биодоступности Zn из диет «западного типа могут составлять от 15 до 35%.
Эффективность абсорбции Zn из кишечника может значительно возрастать у лиц с его алиментарной недостаточностью. Имеет место эффект «консервации» тканевых депо цинка, являющийся физиологически значимым при поступлении этого элемента с диетой на уровне ниже физиологической потребности.
Отсутствие Zn в питании приводит к развитию гипоэлементоза, основными симптомами которого являются анемия, гепатоспленомегалия, гипогонадизм, резкое замедление роста, нарушение оссификации костей, патологические изменения кожи типа энтеропатического акродерматита, диарея, алопеция. Относительная недостаточность Zn имеет многочисленные признаки: кожные проявления (дерматит, экзема, угревая сыпь, плохое заживление ран и трофических язв). медленный рост волос. поражение слизистых оболочек (стоматит, гингивит, хейлит, язвы, эрозии), снижение сопротивляемости к инфекциям и простудным заболеваниям, активности Т-клеточного звена иммунитета, толерантности к глюкозе, замедление роста и полового созревания у детей, повышение уровня холестерина, отклонения со стороны центральной нервной системы (гиперактивность или депрессия, ухудшение памяти, извращение обоняния и вкуса, анорексия). В России неоптимальная обеспеченность Zn может иметь место среди детского населения. у беременных и лактирующих женщин, больных с нарушенной функцией пищеварения и всасывания.
Острое отравление вызывает однократный прием семиводного сульфата цинка в дозе 1 г и более. Симптомами интоксикации являются тошнота, рвота, диарея, повышенное потоотделение, металлический привкус во рту, снижение усвояемости меди, приводящее к анемии и нарушению иммунной функции. Хроническая алиментарная интоксикация может развиться при передозировке Zn-содержащих биологически активных добавках и витаминно-минеральных комплексах , а также при потреблении пищи, приготовленной или хранившейся в оцинкованной посуде. Количество цинка в организме взрослого человека составляет около 2г.. Из этого количества скелетные мышцы содержат около 60% цинка, кости 30%, он также обнаруживается в эритроцитах, печени и головном мозге. Концентрация Zn в костях составляет 100-200 мкг/г, в сосудистой оболочке глаза 274 мкг/г, в секрете предстательной железы 300-500 мкг/мл. В норме - его содержание в крови 0,7-1,2 мкг/мл (в большинстве случаев от 0,8 до 1,1). - В цельной крови интервал концентраций Zn составляет в норме 2,5-5,3 мкг/мл и в эритроцитах - 9,9-10,9 мкг/г. Общее содержание Zn в крови 1% его запасов - в организме. Ввиду этого значение содержания Zn в плазме или сыворотке крови для оценки его статуса ставится под сомнение.
Экскреция Zn с потом в норме составляет 0,5 мкг/мл. Оценка статуса Zn по его экскреции с мочой малоинформативна, так как не учитывает возможные влияния со стороны патологии почек и мочевыводящих путей. Значительное число работ посвящено определению статуса Zn по его содержанию в волосах. Использование волос в качестве биосубстрата неинвазивно и особенно удобно при эпидемиологических исследованиях. Референтное содержание цинка в волосах взрослых жителей РФ, по данным А.В. Скального, составляет 155-206 мкг/г [11]. При оценке статуса Zn могут использоваться также содержание металлотионеинов в эритроцитах, экспрессия его мРНК в моноцитах, активности Cu, Zn-СОД, карбоангидразы, уровни ретинол-связывающего белка, остеокальцина, гормонов системы GH-IFR Наиболее популярным биомаркером, имеющим доказанную клиническую значимость, является активность Zn-зависимой щелочной фосфатазы (ЩФ) сыворотки крови. Также может применяться так называемый тест толерантности к цинку, основанный на эффекте адаптивных изменений во всасывании Zn при ухудшении обеспеченности этим элементом, а также «вкусовой тест» (оценка испытуемыми горького вкуса соли Zn, вводимой на 5-10 с в ротовую полость).
Естественными источниками Zn в питании человека являются мясо, рыба, субпродукты (печень, почки), моллюски, яйца, бобовые, цельнозерновые продукты. пшеничные отруби, тыквенные семечки. В составе биологически активной добавки к пище используются цинковые соли органических и неорганических кислот и аминокислот (ацетат, сульфат, хлорид, цитрат, глюконат, лактат, оксид, карбонат, L-аскорбат, L-аспартат, бисглицинат, L-лизинат, малат, моно-L-метионинсульфат, пиколинат, L-пироглутамат); продукты биотехнологии (дрожжи, спирулина, хелатные пептидные комплексы для обогащения продуктов энтерального зондового питания и детских смесей используется, как правило, сульфат цинка семиводный.
Хром (Cr) в живых организмах присутствует исключительно в виде соединений со степенью окисления +3. Cr(II) относится к эссенциальным МЭ, его биологическая роль состоит в потенцировании действия инсулина, повышении толерантности к глюкозе, регуляции углеводно-энергетического и липидного обмена. Предполагают, что Cr(III) входит в состав низкомолекулярного комплекса, так называемого фактора толерантности к глюкозе (GTF), проявляющего синергическое с инсулином действие. Однако все попытки выделить либо синтезировать GTF были безуспешными. В дальнейшем приобрела популярность гипотеза о том что биологическое действие хрома определяется его взаимодействием с ядерными транскрипционными факторами, регулирующими экспрессию генов клеточных рецепторов инсулина. Однако точный механизм гипогликемического действия соединений Cr(III) остается невыясненным. С пищевыми продуктами Cr(I) поступает в организм в органически-связанной форме; в составе биологически активной добавки к пище, продуктов энтерального зондового питания и детских смесях в виде неорганических солей. Биодоступность всех этих форм хрома является очень низкой (0.5-2%). При наличии в пище оксалатов, избытке железа и простых сахаров всасывание хрома может снижаться. Механизм кишечной абсорбции хрома точно не изучен; предполагается, что основную роль в нем играет простая диффузия.
Всосавшийся Cr(III) циркулирует в крови в форме комплексов с белками (трансферрином). В норме у людей концентрация Сг в сыворотке крови составляет 0,14- 0,15 нг/мл, в плазме 0,26-0,28 нг/мл [4]. Основная часть Cr(III) экскретируется с мочой. Экскреция Cr повышается при сахарном диабете 2-го типа, потреблении избытка простых сахаров и хромсодержащих биологически активной добавки. Дефицит хрома у людей встречается редко и связан преимущественно с длительным пребыванием больных на внутривенном (парентеральном) питании, а также может наблюдаться у детей раннего возраста с белково энергетической недостаточностью питания. Симптомами дефицита являются гипергликемия, повышение уровня свободных жирных кислот в плазме крови, снижение дыхательного коэффициента, энцефалопатия. Токсичность Cr(III) при пероральном приеме является очень низкой, что связано с его малой биодоступностью и наличием эффективно действующих механизмов выведения его избытков из организма. В отличие от этого соединения Cr(VI) (хроматы) высокотоксичны и являются канцерогенами для человека (группа 1 канцерогенности). Основная часть отравлений Cr(VI) наблюдается в условиях производства (в процессах дубления кож, электролитического нанесения хромовых покрытий, в цветной фотографии и т.д.), при ингаляционном или накожном поступлении.
Согласно Техническому регламенту Таможенного союза ТР ТС 034/2013 «О без- опасности мяса и мясной продукции, при производстве пищевого желатина запре- щается использовать коллагенсодержащее сырье, подвергнутое процессу дубления (отверждения) кож, которое может содержать остаточные количества солей Cr(VI)
Другим возможным источником поступления избыточных количеств Сг в организм является его миграция из хромированной жести, используемой в упаковке консервов. Ввиду этого содержание Сг (независимо от его валентной формы) нормируется в выпускаемых в хромированной таре консервах из мяса, птицы и субпродуктов на уровне не более 10 мг/кг, в консервах остальных видов (молочной, плодоовощной продукции) не более 0,5 мг/кг. Содержание хрома в желатине и концентратах соединительнотканных белков не должно превышать 10 мг/кг
Источниками хрома в питании человека являются субпродукты (печень), бобовые, горох, цельнозерновые продукты, специи (черный перец). В составе биологически активной добавки хром обычно используется в составе сырья биотехнологического происхождения (дрожжи, спирулина) или органически связанных хелатных комплексов (хрома никотинат, хрома пиколинат, аминокислотные комплексы). При обогащении продуктов для энтерального зондового питания и детских смесей может использоваться неорганическая соль хлорид Cr(Ш).
Селен (Se) в живых организмах присутствует в виде своих селеносодержащих аминокислот селеноцистеина (Se-Cys) и селенометионина (Se-Met), в которых он двухвалентен. Он относится к эссенциальным микроэлементам, играющим важную биологическую роль в организме. Его основная функция состоит в построении активных центров ряда белков и ферментов. Известны белки (специфические селенопротеины). активность которых непосредственно связана с наличием селеносодержащих аминокислот в их активных центрах. Глутатионпероксидаза I (GPX-1), экспрессированная в эритроцитах крови, катализирует равновесие следующей основной реакции: H₂O₂ + 2GSH⇆ GSSG+ROH 2H₂O где G - остаток трипептида глутатиона.
Биологическая роль GPX-I состоит в элиминации перекиси водорода, обладающей высокой цитотоксичностью. Образующийся под действием GPX-1 окисленный глутатион восстанавливается присутствующей в эритроцитах флавиновой глутатионредуктазой за счет НАДН. Глутатионпероксидаза II (GPX-II), тканевой фермент, экспрессированный в основном в печени и сердце, катализирует реакцию:
ROOH + 2GSH⇆ GSSG + ROH + H₂O. где R - алкильный радикал (фосфолипиды).
Таким образом, это пероксидаза гидроперекисей липидов, функция которой состоит в их обезвреживании.
Глутатионпероксидаза III (GPX-III) Фермент, представленный преимущественно в плазме крови, в отличие от GPX-I, является гликопротеином и кодируется иным, чем GPX-I, геном. Местом синтеза GPX-III являются гепатоциты печени. в тканях слизистой оболочки кишки экспрессирована так называемая кишечная глутатионпероксидаза, GPX-GI, близкая по свойствам и специфичности к GPX-1 и GPX-III, но кодируемая иным геном. Селенопротеин Р синтезируется в легких.
почках, печени, сердечной мышце, циркулирует в плазме крови. Его функция заключается, во-первых, в защите организма от воздействия перекисей (оксидантного стресса), а во-вторых в нейтрализации токсического действия тяжелых металлов (Pb, Hg). Селенопротеин W экспрессирован в мышечной ткани, подобно селенопротеину Р. обладает функцией антиоксиданта на тканевом уровне.
Один из важных ферментов, ответственных за обмен тироидных гормонов. 5-йодтирониндейодиназа щитовидной железы типа 1, селенопротеин, участвующий в образовании тиреоидного гормона трийодтиронина (Т3). Селенозависимая тиоредоксинредуктаза (ТРА) осуществляет катализ равновесия окисления/восстановления SH-групп в белке тиоредоксине (ТР), генерацию восстановительного эквивалента (атома водорода) для рибонуклеотидредуктазы, восстановление селенита до селенодиглутатиона и селеноводорода, регенерацию активной формы витамина С. Таким образом, биологическая роль селена, помимо участия в обмене гормонов щитовидной железы, связана с обеспечением активности ферментов, отвечающих за антиоксидантную защиту и поддержание окислительно-восстановительного гомеостаза. Поэтому принято считать, что селен является важным биоантиоксидантом «непрямого>> действия (поскольку его функция реализуется в организме не непосредственно, а через активность специфических селенопротеинов).
Высшие животные не проявляют тенденции к накоплению больших количеств этого элемента. Однако некоторые растения, например астрагал (Astragalus spp.). могут накапливать селен до 1 г/кг. Очень большие количества селена могут аккумулировать пекарские дрожжи, прокариоты, в частности спирулина, a также ядовитые грибы мухоморы и бледная поганка. При поступлении в желудочно-кишечный тракт с - пищей все соединения селена быстро всасываются. Наибольшая биодоступность, составляющая 90-95%, характерна для соединений Se(VI) (селенатов) и селеносодержащих аминокислот (Se-Cys и Se-Met). Биодоступность селенитов Se(IV) около 60-70% Местом всасывания селеносодержащих аминокислот и шестивалентного селена являются двенадцатиперстная и проксимальная тощая кишка, четырехвалентного подвздошная кишка. Sе поступает в организм человека с пищей в виде Se-Met и Se-Cys, соответственно, растительного и животного происхождения. В составе специализированной пищевой продукции и биологически активной добавки могут использоваться неорганические формы селена селенит или селенат натрия. После гидролиза селеносодержащих белков Se-Met и Se-Cys всасываются и депонируются в тканевых белках, замещая в них метионин и цистеин. Таким образом, создается тканевое депо селена. Селенат- и селенит-анионы, поступающие с пищей, быстро восстанавливаются ферментативным путем также до гидроселенид-аниона (HSe-). Необходимым кофактором данного процесса является восстановленный глутатион (GSH).
Для обмена селена в организме человека характерны следующие особенности. Соединения неорганического Sе высокотоксичны ввиду ограниченных возможностей утилизации их основного метаболита гидроселенида и отсутствия эффективного механизма его депонирования в тканевых белках. Токсичность селеносодержащих аминокислот ниже из-за способности депонироваться. Селен в организме человека и животных может включаться в Se-Cys, но никогда не включается в Se-Met.
Естественными источниками селена в питании человека являются пищевые белки, содержащие Se-Cys (животные) и Se-Met (растительные). Наиболее богаты селеном белки морепродуктов (рыбы и морских беспозвоночных), субпродукты животных (печень), куриные яйца. Из числа растительных продуктов злаки (пшеница, в особенности твердых сортов), чеснок. Содержание селена в растительных белках зависит от общего содержания селена в почвах и степени его биодоступности (низкая в кислой почве).
При производстве специализированной пищевой продукции (заменителей женского молока, продуктов энтерального зондового питания) для обогащения их селеном в соответствии с ТР ТС 021/2011 применяются токсичные неорганические соли селена (селенит и селенат натрия), но в малых дозах. В составе биологически активной добавки, помимо этого, используют органические формы селена - AK Se-Cys и Se-Met в свободном виде, и биомассы селеносодержащих дрожжей и спирулины. В последнее время определенную популярность приобретают и синтетические органические формы селена - селенопиран (селексен) и диметилдиимидазолилселенид. Их использование в составе биологически активной добавки обычно обосновывается их крайне малой токсичностью. Сообщают об использовании в Китае в составе селеносодержащих биологически активной добавки и обогащенных селеном чаев наночастиц элементарного селена. Механизм селеновой интоксикации сложен. Во-первых, гидроселенид, центральный метаболит Sе в организме, способен ингибировать ряд функционально важных ферментных систем, в частности ответственных за тканевое дыхание. Во-вторых, некоторые соединения селена в высоких концентрациях способны провоцировать свободнорадикальные процессы, т.е. проявляют прооксидантное действие, в противоположность своему же антиоксидантному эффекту при нормальном уровне обеспеченности.
Хроническая алиментарная селеновая интоксикация (селеноз) характерны для населения некоторых штатов Среднего Запада США, стран Центральной и Южной Америки, потребляющих выращенное на их землях зерно с очень высоким содержанием селена. Единичные случаи селеноза отмечены и в России (Республика Тыва). При потреблении селена с пищей в количестве менее 30-40 мкг может развиться его алиментарная недостаточность, а менее 16-21 мкг/сут - дефицит. Проявлениями глубокого дефицита селена являются кардиомиопатия (болезнь Кешана) и системные нарушения соединительной ткани суставов (синдром Кашина-Бека). При менее выраженных формах алиментарного дефицита и недостаточности селена отмечается подавление функции иммунной системы. в первую очередь клеточного иммунитета, с повышением вероятности развития ряда инфекционных и онкологических заболеваний. Значительную роль в проявлениях селеновой недостаточности играет и различная сердечно-сосудистая патология.
Недостаточность селена может развиться при резекции желудка и тонкой кишки, исключении из диеты злаков, при фенилкетонурии, а также некоторых “модных” диетах. Оценка обеспеченности селеном по его фактическому потреблению с диетой является сложной задачей. Наиболее часто используется определение содержание селена в сыворотке или плазме крови. Принято считать, что оптимуму обеспеченности Se у человека отвечает его концентрация в плазме крови 115-120 мкг/л. Диапазон концентраций 90-115 мкг/л отвечает так называемой субоптимальной обеспеченности, 70-90 мкг/л- легкой форме недостаточности. менее 70 мкг/л (по другим данным — 60 мкг/л) выраженной недостаточности. - менее 50 мкг - дефициту селена.
Сниженная активность GPX-I является хорошим маркером выраженной недостаточности или дефицита селена, но не позволяет отличить оптимальную обе- спеченность от субоптимальной или легкой недостаточности, а также проследить изменение селенового статуса больного в динамике.
Медь (Cu) относится к эссенциальным микроэлементам . участвующим в функционировании металлоферментов, которых к настоящему времени известно более двадцати. На активность металлоферментов медь влияет как кофактор или как аллостерический регулятор. Cu Zn-супероксиддисмутаза (СОД) - один из ферментов антиоксидантной защиты организма, участвующий в элиминации супероксид-анион радикала. локализована в цитоплазме, в отличие от марганцевой супероксиддисмутаза, представленной в митохондриях. В эритроцитах большая часть меди (60%) входит в состав этого фермента. Цитохром-с-оксидаза фермент внутренней мембраны митохондрий, катализирующий восстановление молекулярного кислорода до воды с выделением свободной энергии, используемой для поддержания трансмембранного градиента протонов и синтеза аденозинтрифосфата.
Лизилоксидаза фермент, катализирующий образование поперечных сшивок остатков оксилизина в коллагене и эластине, способствующих приданию этим важнейшим компонентам внеклеточного матрикса соединительной ткани должной механической прочности. Может обладать патологической функцией, облегчая метастазирование опухолевых клеток в костную ткань. Церулоплазмин - белок плазмы крови, обладающий, как и его мембранно-связанный гомолог гефестин. функцией ферроксидазы, катализирующей окисление поступающего из кишечника в кровь Fe2+ до Fe, которое затем связывается и транспортируется трансферрином. Среди других медьсодержащих оксидоредуктаз следует указать на дофамин-3- монооксигеназу, пептидилглицин-монооксигеназу, катехолоксидазу (тирозиназу). участвующие в обмене катехоламинов, синтезе меланина из тирозина и др.
Физиологическая роль медьсодержащих белков включает транспортную функцию (металлотионин, ферроксидаза 1. транску преин, альбумин); участие в свертывании крови (факторы V и VIII), образовании ангиотенина индуктора формирования кровеносных сосудов; в синтезе аденозина и гомоцистеина. К медьсодержащим белкам относят прион, предшественник в-амилоидного белка, и другие белки, функции которых мало изучены.
Всасывание меди происходит на всем протяжении тонкой кишки. Биодоступность
составляет около 30% [2]. В процессе транспорта через энтероциты тонкой кишки ионы меди связываются белком металлотионеином. Всосавшаяся медь поступает в воротную вену, связывается с альбумином, транскупреином (в меньшей степени - с аминокислотами) и транспортируется в печень, где затем может быть использована для синтеза церулоплазмина и других медьсодержащих белков. Путем выделения меди из организма является ее экскреция с желчью, с последующим удалением с калом. Экскреция меди с мочой в норме составляет не более 4%, однако при наследственных дефектах обмена меди в печени (болезнь Вильсона - Коновалова) может резко возрастать.
В организме взрослого человека содержится в среднем 80 мг меди (в интервале 50-120 мг) [2]. Кроме печени и мозга, концентрация меди высока в сердце, почках. костях и мышцах. Содержание меди в печени составляет 10% меди от ее общего содержания в организме, в костях и мышцах около 50%. Медь, используемая в синтезе Cu Zn-супероксиддисмутаза, церулоплазмина, проникает в клетку через плазматическую мембрану с помощью интегрального высокоаффинного белка-переносчика hCtr1 (human copper transport protein), который затем передает медь по назначению с помощью внутриклеточных переносчиков. Эти малые белковые молекулы, называемые шаперонами меди, связывают ионы меди и специфически доставляют их к определенным компартментам клетки, нуждающимся в этом микроэлементе . В ходе синтеза Cu Zn-СОД в митохондриях медь поставляется через митохондриальные мембраны с помощью малого транспортного белка Сох17.
Алиментарный дефицит меди (ввиду ее широкого распространения в пищевых продуктах) встречается редко, например в результате введения прикорма детям раннего возраста с использованием исключительно молочных продуктов. Основными же причинами возникновения дефицита являются наследственные нарушения метаболизма, синдром нарушенного всасывания, нефротический синдром, БЭН, длительное парентеральное питание растворами, содержащими неадекватные количества этого микроэлемента. Симптомы дефицита - гипохромная анемия. нейтропения, гипопротеинемия с низким уровнем меди, церулоплазмина и железа в крови; нарушения формирования соединительной ткани, диарея; нарушения роста в детском возрасте, процессов ороговения кожи, гипопигментация волос и кожи; нарушения структуры волос и стенок кровеносных сосудов, в том числе расслоение стенок сосудов и формирование аневризм; неврологические симптомы.
К наследственным нарушениям обмена меди относят болезнь Менкеса (дефект тирозиназы, лизилоксидазы, цитохром-C-оксидазы и др.), сопровождающуюся тяжелыми поражениями центральной нервной системы , нарушениями структуры и пигментации волос (синдром курчавых волос) и кровеносных сосудов; синдром Марфана, обусловленный дефектом лизилоксидазы и характеризуемый хронически развивающимися аномалиями скелета (необычно длинные и тонкие кости фаланг пальцев, патологическая гибкость суставов), нарушениями структуры эластичных и коллагеновых волокон, развитием аневризмы аорты; болезнь Вильсона-Коновалова, механизм развития которой связан с нарушением отщепления меди от церулоплазмина в гепатоцитах, что затрудняет ее выведение с желчью, с последующим развитием цирроза печени, дегенеративных изменений головного мозга, артритов и др.
При поступлении в организм в количестве 100 мг и более медь вызывает острое отравление, симптомами которого являются обильное слюноотделение, боль в эпигастрии, рвота, диарея, ожоги слизистых оболочек желудочно-кишечного тракта. Значительно меньшие количества меди, длительно поступающие в организм, могут вызвать хроническую интоксикацию, симптомами которой являются гемолиз эритроцитов, желтуха, гематурия, протеинурия, гепатит и цирроз печени. Интоксикация медью возможна в результате передозировки медьсодержащих препаратов и биологически активной добавки , при использовании медной или латунной посуды для приготовления пищи, при потреблении питьевой воды с повышенным содержанием меди (более 2 мг/л) [2,4] и наиболее часто - производственных факторов (при переработке медной руды, малахита и т.д.).
Содержание меди в цельной крови в норме находится в интервале 0,8-1,1 мг/л у мужчин и 1,0-1,4 мг/л у женщин; в сыворотке крови - 0,8-1,1 и 1,1-1,4 мг/л соответственно. Суточная экскреция меди с мочой у здоровых людей составляет не более 0,06 мг/сут и может значительно повышаться при наследственных дефектах обмена меди. Одним из надежных показателей статуса меди является ее содержание в волосах, находящееся в норме в интервале 15-25 мг/кг [5].
Естественными источниками меди в питании человека являются мясо, субпродукты (печень), морепродукты (рыба, моллюски), орехи, цельнозерновые продукты, шоколад, отруби. В составе биологически активной добавки к пище используются медные соли неорганических и органических кислот, сырье биотехнологического происхождения (дрожжи. спирулина, хелатные аминокислотные комплексы и др.). медные комплексы хлорофилла. Для обогащения продуктов энтерального зондового питания и детских смесей используется, как правило, сульфат меди (II) пятиводный.
Марганец (Mn) относят к эссенциальным микроэлементам, участвующим в работе многих Ферментных систем в качестве компонента их активных центров аллостерических регуляторов. Так, марганец входит в состав металлоэнзима Mn-зависимой супер- оксиддисмутазы (Mn-СОД) - ведущего фермента антиоксидантной системы митохондрий. Функция ее состоит в катализе равновесия реакции дисмутации супероксид-анион радикала. являющегося побочным продуктом процессов дыхательной цепи митохондрий. Еще одна функция Mn-СОД состоит в ингибировании программированной смерти клеток за счет удаления супероксида, необходимого для запуска процесса апоптоза [1]. Мп-содержащими ферментами являются также пируваткарбоксилаза — один из ключевых ферментов синтеза углеводов из пировиноградной кислоты и аргиназа, катализирующая расщепление аргинина с образованием мочевины. Известно также значительное количество ферментов, активируемых ионами Mn2+, включая гидролазы, киназы, декарбоксилазы, трансферазы. Глутамин-синтетаза, присутствующая в головном мозге человека, катализирует реакцию связывания аммиака при участии глутамата и аденозинтрифосфата с образованием глутамина.
Mn участвует в синтезе хондроитинсульфата соединительной ткани, минерализации костной ткани, метаболизме углеводов, липидов и биосинтезе холестерина. белковом и энергетическом обмене, имеет важное значение для электрофизиологической активности нейронов центральной нервной системы. участвует в синтезе и метаболизме инсулина, тиреоидных гормонов, катехоламинов: влияет на тонус сосудов. С пищевыми продуктами марганец поступает в организм в органически связанной форме; в составе биологически активной добавки к пище и продуктов энтерального зондового питания он может присутствовать в виде неорганических солей. Абсорбция Мп имеет место на всем протяжении тонкой кишки и происходит, по-видимому, как при участии активного транспорта, использующего, предположительно, мембранный переносчик двухвалентных катионов DMT1 (известный также как DCT-1 или пramp-2), так и с помощью механизма пассивной диффузии [2]. У новорожденных существует механизм всасывания Mn, связанного с лактоферрином женского молока. Mn всасывается в кишке в двух- валентном состоянии, а поступая в системную циркуляцию, меняет свою степень окисления на +3 и затем связывается с трансферрином, конкурируя в этом отношении с железом.
Биодоступность Mn, поступающего с диетой, является низкой и составляет от 1 до 15% (наиболее вероятные оценки - 3-5%), однако в балансовых исследованиях были получены значения около 25%. Основным путем выведения Mn из организма является его экскреция с желчью и панкреатическим соком и последующее удаление с калом. В нормальных условиях в кишечнике присутствует смесь из неабсорбированных, абсорбированных и ресекретированных фракций данного микроэлемента, что затрудняет количественный учет его абсорбции и ретенции. Захват Mn клетками печени осуществляется в форме, связанной с а₂-макроглобулином: некоторое количество Mn (порядка 0.02 мкмоль/л) может оставаться в циркуляции и в свободном состоянии. Общее содержание Мп в организме человека в норме составляет 12-20 мг. Наибольшая концентрация Mn (20-50 наномоль/г) обнаружена в печени, почках, поджелудочной железе, кишечнике, костях. Количество марганца в костях составляет около 5,2 мг, в скелетных мышцах - 1,5 мг.
Дефицит марганца практически никогда не наблюдается у людей при естественном питании. Имеются немногочисленные данные исследования дефицита марганца у добровольцев, получавших полусинтетические диеты с его исключением. При этом отмечались снижение уровня холестерина в сыворотке, дерматит, снижение массы тела, замедление роста волос и ногтей. При некоторых заболеваниях человека (эпилепсия, шизофрения, болезнь Паркинсона, экзокринная недостаточность поджелудочной железы, множественный склероз, катаракта, остеопороз. СД 2-го типа) отмечаются низкие уровни Mn в сыворотке крови, однако данных, позволяющих считать, что эти заболевания могут быть как-то причинно связаны с недостаточным потреблением Мп с пищей, не имеется, и выявляемые различия имеют, скорее всего, вторичный характер.
При избыточном поступлении в организм Mn токсичен, поражается центральная нервную систему , симптоматика сходна с болезнью Паркинсона (тремор конечностей, нарушение координации движений). Основным путем экспозиции человека токсическими дозами Mn является ингаляция в условиях металлургических производств. Случаи интоксикации Mn через пищевые продукты неизвестны, однако имеется ряд данных о ее развитии при потреблении питьевой воды, содержащей Mn в количестве 1,8-2,3 мг/л, в Бангладеш и Греции, а также при внутривенном (парентеральном) питании.
В норме интервал содержания марганца в цельной крови человека составляет 8-12 мкг/л, в сыворотке крови - 0,5-1 мкг/л. суточная экскреция с мочой - 0.5-2 мкг/сут.
Естественными источниками марганца в питании человека являются субпродукты (печень), крупы (в особенности гречиха), бобовые (фасоль, горох, арахис). чай, кофе, шоколад, зеленые листья овощей. В составе биологически активной добавки к пище марганец может использоваться в виде органически связанных форм, получаемых биотехнологическими методами (хелатные комплексы аминокислот и пептидов, спирулина, дрожжи). При обогащении продуктов для энтерального зондового питания применяется неорганическая соль хлорид Mn(II).
Молибден (Мо) необходим для образования некоторых ферментов (ксантин- дегидрогеназа/ксантиноксидаза, альдегидоксидаза и сульфитредуктаза), содержащих кофактор молибдоптерин. Основная функция ксантиндегидрогеназы состоит в превращении пуриновых оснований в мочевую кислоту в ходе катаболизма ДНК и РНК. Активность этого фермента может снижаться при общем дефиците белка и некоторых новообразованиях печени и повышаться при недостаточной обеспеченности витамином Е и при иммунологических реакциях, сопровождающихся увеличением продукции интерферона. Молибдензависимый фермент альдегидоксидаза по своей структуре, механизму действия и тканевой локализации сходен с ксантиндегидрогеназой, его роль в метаболизме недостаточно изучена. Редкая форма генетической недостаточности Мо сульфитоксидазы выявляется в раннем постнатальном периоде и приводит к гибели больных в возрасте 2-3 лет при симптомах тяжелой неврологической патологии, умственной отсталости и дислокации хрусталика глаза.
Соединения Мо(VI) быстро и достаточно полно абсорбируются в жкт лабораторных животных. Транспорт молибдат-иона (МоО₄²⁻) осуществляется посредством экспрессированного в энтероцитах транспортера двухвалентных анионов, общего также для изоморфных молибдату ионов сульфата (SO₄²⁻) и селената (SeО₄²⁻). Биодоступность молибдата при пероральном поступлении составляет порядка 40-50%. Описаны симптомы недостаточности сульфитоксидазы у больного, длительное время находившегося на полном парентеральном питании, включающие коматозное состояние, тахикардию, учащенное дыхание и сумеречную слепоту. При этом активность сульфитоксидазы была понижена. экскреция тиосульфата повышена в 25 раз, продукция сульфата снижена на 70% и увеличена концентрация метионина в крови. Все данные симптомы были полностью устранены путем введения 147 мкг/сут молибдена в форме молибдата аммония. Аналогичные явления молибденовой недостаточности были описаны у двух больных болезнью Крона, получавших полное парентеральное питание после резекции подвздошной кишки. К дефициту Мо может приводить его повышенная экскреция с мочой при таких медицинских процедурах, как перитонеальный диализ. Одним из следствий алиментарного дефицита Мо, выявляемого по его сниженному содержанию в волосах беременных женщин, может быть повышенный риск дефекта развития нервной трубки у плода. Высказывается предположение, что у взрослых людей дефицит Мо может быть одним из этиологических факторов развития бокового амиотрофического склероза.
Интоксикация молибденом (молибденоз) проявляется широким кругом симптомов, большинство которых связаны с развитием при этом вторичного дефицита меди. Признаками острого молибденоза являются нарушения фосфорного обмена, деформация костей и суставов, спонтанные субэпифизальные переломы и экзостоз (разрастание) костей челюсти. Биохимическим маркером этих состояний является сниженная активность щелочной фосфатазы. Другими симптомами молибденоза, по некоторым данным, являются анемия, гипертрофия сердечной мышцы и обесцвечивание волос вследствие нарушения синтеза меланина. Токсическая доза Мо для человека составляет 5 мг. Количества Мо в организме взрослого человека составляют в норме около 9 мг. Большая часть его сосредоточена в костной ткани, почках и надпочечниках, печени, поджелудочной и щитовидной железах и головном мозге.
В качестве критериев обеспеченности организма Мо рассматриваются в основном показатели, характеризующие активность сульфитоксидазы, а именно экскреция сульфита, сульфата и тиосульфата с мочой, а также содержание Мо в волосах. Естественными источниками Мо в питании человека являются субпродукты (печень, почки), бобовые (фасоль, горох, соя), зеленые листовые овощи (шпинат и др.), дыня, абрикос, цельное коровье молоко, творог, телятина. Для включения в состав биологически активной добавки к пище допускается использование Мо в форме солей неорганических кислот (молибдаты калия, натрия, аммония), сырья биотехнологического происхождения (дрожжи, спирулина, хелатные аминокислотные комплексы и др.). Для обогащения специализированных пищевых продуктов для питания спортсменов и специализированных пищевых продуктов диетического (лечебного и профилактического) назначения допускается использование молибдатов аммония и натрия.
Фтор (F) участвует в построении минеральной основы костей, особенно зубной эмали, в процессе преобразования фосфатов кальция в минерал гидроксиапатит. Небольшое количество фторида повышает степень кристаллизации гидроксиапатита, делает его матрикс более механически прочным и устойчивым к действию органических и разбавленных минеральных кислот. С этим связано значение фторида как фактора профилактики кариеса зубной эмали. Возможно, этот минерал необходим для поддержания структуры коллагена и гликозамино- гликанов соединительной ткани хрящей, кровеносных сосудов и кожи. Фторид, растворенный в воде в виде его неорганических солей, легко абсорбируется в двенадцатиперстной кишке и верхней части тощей кишки. Биодоступность F из питьевой воды может превышать 90%. Количества F. абсорбируемые в пищеварительном тракте из различных рационов, варьируют в зависимости от их состава в пределах 30-60%.
Основным источником F для человека является вода, используемая как непосредственно для питья, так и для приготовления различных блюд и напитков. Содержание F в питьевой воде зависит от географического региона (геохимической провинции»), времени года, используемого источника водоснабжения и др. Потребление F возрастает в теплое время года и в жарких странах в сравнении со странами с холодным климатом. Потребление F увеличивается с возрастом. составляя у грудных младенцев 3-74 мкг. детей и подростков 0,2-0,9 мг, взрос- лых - 1,0-4 мг [2]. Осуществляют обогащение фторидом профилактических целях зубных паст в тех странах (Германия), где содержание этого минерала в природной воде составляет менее 0,1 мг/л. -
Состояние, сопровождающее избыток F (флуороз), изучено гораздо более полно. Ранним признаком токсического действия F на организм является пятнистость зубной эмали, наблюдаемая при длительном его потреблении в количестве, превосходящем 5 мг/сут. При больших уровнях хронического потребления F (10-40 мг) наблюдаются повреждения костей скелета в форме кифоза, негибкого позвоночника, деформации суставов. Наиболее тяжелая форма скелетной аномалии при хронической интоксикации F получила название «genu valgum». Данная патология является эндемичной для некоторых районов Индии. Кении, Танзании и Китая, характеризуемых жарким климатом в сочетании с высоким (более 1 мг/л, в ряде случаев - до 40 мг/л) содержанием F в питьевой воде и пищевых продуктах [5, 6]. Другой причиной может быть загрязнение питьевой воды отходами промышленного производства (выплавка алюминия).
При рентгенологическом обследовании токсичность F проявляется в остеосклерозе, остеопорозе и остеомаляции [8]. Отмечен физиологический антагонизм высоких уровней F в отношении статуса меди [9]. Хроническая токсичность F для человека предположительно опосредуется его способностью нарушать обмен гормонов паращитовидной железы, регулирующих кальциево-фосфорный обмен в организме. Прием высоких доз фторидов (более 1 г) приводит к острой интоксикации (тошнота, боль в животе, рвота с кровью и диарея). Позднее развивается коллапс с гипокальциемией и гипокалиемией, цианозом кожных покровов. расширением зрачков глаз, упадком сердечной деятельности и в тяжелых формах, летальным исходом. Основным источником F в диете человека является питьевая вода. Из пищевых продуктов существенный вклад в потребление этого элемента вносят черный и зеленый чай, морская рыба, морепродукты, красное вино, в меньшей степени
мясо и зерновые. Рекомендуемое в ряде случаев обогащение фторидами «профилактических» зубных паст в настоящее время подвергается критике с позиции того, что количество F, реально потребляемого с питьевой водой, достаточно трудно контролировать.
